KR20000029800A - Asphalt-containing organic fibers - Google Patents
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Abstract
Description
절연재 및 구조용 제품과 같은 제품은 한동안 미네랄 (Mineral) 섬유, 특히 유리섬유로부터 제조되었다. 미네랄 섬유를 제조하는 주지의 회전 공정은, 미네랄 섬유를 형성하기 위해, 작은 오리피스 (Orifice) 를 통해 용융상태의 미네랄 물질을 원심력에 의해 통과시키는 것을 포함한다. 용융된 미네랄 물질은 회전하는 환상 방사기 (Annular Spinner) 에 공급된다. 방사기는 다수의 작은 오리피스를 갖는 주변벽 (Peripheral Wall) 을 가진다. 방사기는 미네랄 물질을 용융상태로 유지하기 위해 가열된다. 방사기가 회전함에 따라 원심력은 용융된 미네랄 물질을 주변벽을 향해 이동시킨다. 용융된 미네랄 물질은 회전하는 방사기로부터 원심력을 받아, 방사기의 주변벽에 있는 오리피스들을 강제적으로 통과하여 미네랄 섬유를 형성한다. 이 공정은 높은 생산속도로 미네랄 섬유를 제조하는 효율적 방법을 제공한다.Products such as insulation and structural products have been produced for some time from mineral fibers, in particular glass fibers. A well known rotating process for producing mineral fibers involves passing the molten mineral material by centrifugal force through a small orifice to form mineral fibers. The molten mineral material is fed to a rotating annular spinner. The radiator has a peripheral wall with a number of small orifices. The spinner is heated to keep the mineral material molten. As the spinner rotates, the centrifugal force moves the molten mineral material towards the surrounding wall. The molten mineral material receives centrifugal force from the spinning spinner, forcing it through orifices in the peripheral wall of the spinner to form mineral fibers. This process provides an efficient way to produce mineral fibers at high production rates.
유기섬유의 바람직한 특성때문에, 폴리머 섬유와 같은 중합 섬유를 위한 많은 응용처가 개발되었다. 예를 들어, 중합 섬유는 유연성이 큰 절연재 제품을 생산하는데 사용될 수 있다. 중합 섬유는 일반적인 절연재 제품에서의 유리섬유보다 휨에 의한 파괴에 대한 내성이 크다. 이들 중합 섬유 절연재 제품은 피부 염증을 일으키지 않기 때문에 유리섬유보다 취급이 용이하다. 중합 섬유는 흡수제 재료, 방열 및 방음 재료, 필터, 및 스터핑/패딩 재료를 포함하는 넓은 응용범위에서 사용될 수 있다.Because of the desirable properties of organic fibers, many applications have been developed for polymeric fibers such as polymer fibers. For example, polymeric fibers can be used to produce highly flexible insulation products. Polymerized fibers are more resistant to breakage due to warpage than glass fibers in conventional insulation products. These polymeric fiber insulation products are easier to handle than glass fibers because they do not cause skin irritation. Polymeric fibers can be used in a wide range of applications, including absorbent materials, heat dissipation and sound insulation materials, filters, and stuffing / padding materials.
미네랄 섬유를 제조하는 회전공정의 높은 생산성 및 입증된 효율성을 이용하기 위해서, 폴리머 섬유를 포함한 유기 섬유를 유사한 방법으로 제조할 수 있는 것이 바람직하다. 그러나, 용융된 중합 물질은 용융된 미네랄 물질과 다른 물리적 성질을 가진다. 어떤 용융된 중합 물질은 상한 방사기 온도를 제한하는 분해온도를 가진다. 따라서, 이러한 물질들은 그들이 처리될 수 있는 온도에서는 점도가 너무 커서 회전공정으로 섬유를 제조할 수 없다. 예를 들어, 35 미만의 용융유동지수 (Melt Flow Index) 를 갖는 폴리프로필렌 (Polypropylene) 은 회전 섬유화 공정에 적합하지 않다. 보다 높은 용융유동지수를 갖는 중합 물질을 제공하는 것이 가능할 수도 있다. 그러나, 그러한 물질의 비용은 매우 높을 것이다. 따라서, 낮은 용융유동지수를 가진 중합 물질로부터 섬유를 제조하기 위해, 회전공정을 사용할 수 있다면, 바람직할 것이다.In order to take advantage of the high productivity and proven efficiency of the spinning process for producing mineral fibers, it is desirable to be able to produce organic fibers, including polymer fibers, in a similar manner. However, molten polymeric materials have different physical properties from molten mineral materials. Some molten polymeric materials have a decomposition temperature that limits the upper spinner temperature. Thus, these materials are too viscous at the temperatures at which they can be processed to produce fibers in a spinning process. For example, polypropylene with a melt flow index of less than 35 is not suitable for rotary fiberization processes. It may be possible to provide a polymeric material having a higher melt flow index. However, the cost of such materials will be very high. Thus, it would be desirable if a rotating process could be used to produce fibers from polymeric materials with low melt flow index.
다른 목적과 함께 상기 목적은 본 발명에 의한 유기섬유에 의해 달성될 수 있다. 이 섬유는 30 wt% 내지 85 wt% 의 중합 물질 및 15 wt% 내지 70 wt%의 아스팔트 물질 (달리 표시되지 않으면, 여기에서의 백분율은 모두 중량백분율이다) 을 구비하는 성분들의 조합물로부터 만들어진다. 물론, 조합물내의 이들 성분 및 그 외의 성분들의 백분율양은 모두 합쳐서 100% 이다.The above object together with other objects can be achieved by the organic fiber according to the present invention. This fiber is made from a combination of components with 30 wt% to 85 wt% polymeric material and 15 wt% to 70 wt% asphalt material (unless otherwise indicated, the percentages here are all percentages by weight). Of course, the percentage amounts of these and other components in the combination are all 100% in total.
중합 물질은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 (Polyethylene), 폴리스타이렌 (Polystyrene), 폴리에스터 (Polyesters), 에틸렌 코폴리머 (Ethylene Copolymers), 아크릴레이트 (Acrylates), 메타크릴레이트 (Methacylate), 및 이들의 혼합물들로부터 선택된 폴리머인 것이 바람직하다. 중합 물질은 ASTM D 1238 Method B 에 따라 측정하여 35g/10min 이하의 용융유동지수를 가진다. 예를 들어, 230℃, 2.16㎏ 의 하중에서 35g/10min 미만의 용융유동지수를 갖는 폴리프로필렌이 바람직한 중합 물질이다.The polymeric material is selected from polypropylene, polyethylene, polystyrene, polyesters, ethylene copolymers, acrylates, methacrylates, and mixtures thereof It is preferably a polymer. The polymeric material has a melt flow index of 35 g / 10 min or less, measured according to ASTM D 1238 Method B. For example, polypropylene having a melt flow index of less than 35 g / 10 min at a load of 230 ° C. and 2.16 kg is a preferred polymeric material.
아스팔트 물질을 중합 물질에 첨가하는 것은 그 결과인 조성물의 점도를 낮추어 섬유화에 적합하도록 한다. 아스팔트를 함유한 조성물은 ASTM D 1238 Method B 에 따라 230℃, 2.16㎏ 의 하중에서 측정하여 80g/10min 내지 800g/10min 의 용융유동지수를 가지는 것이 바람직하다. 아스팔트 물질은 82℃ 내지 177℃의 연화점을 가지는 것이 바람직하다.Adding asphalt material to the polymeric material lowers the viscosity of the resulting composition to make it suitable for fibrosis. The asphalt-containing composition preferably has a melt flow index of 80 g / 10 min to 800 g / 10 min, measured at a load of 230 ° C. and 2.16 kg according to ASTM D 1238 Method B. Asphalt material preferably has a softening point of 82 ° C to 177 ° C.
본 발명은 일반적으로 유기 섬유에 관한 것이다. 특정하면, 본 발명은 아스팔트/폴리머 (Asphalt/Polymer) 섬유에 관한 것이다. 아스팔트 물질 (Asphaltic Material) 은 용융된 중합 물질 (Polymeric Material) 의 점도를 낮추어 섬유화에 적합한 유기적 조합물 (Organic Combination) 을 형성한다. 결과로서의 섬유는 방열재 및 방음재, 기름 흡수제 (Sorbents) 와 같은 흡수제 제품, 필터, 및 스터핑/패딩 (Stuffing/Padding) 재료 등에서와 같은 산업적 이용가능성을 가진다.The present invention relates generally to organic fibers. Specifically, the present invention relates to asphalt / polymer fibers. Asphalt materials lower the viscosity of the molten polymeric material to form organic combinations suitable for fiberization. The resulting fibers have industrial applicability, such as in heat and sound insulation, absorbent products such as oil absorbents (Sorbents), filters, and stuffing / padding materials.
도 1 은 본 발명에 의한 아스팔트-함유 또는 아스팔트-개질 섬유를 원심력에 의해 얻기 위한 장치의 모식적 정면단면도이다.1 is a schematic front cross-sectional view of an apparatus for obtaining asphalt-containing or asphalt-modified fibers by centrifugal force according to the present invention.
도 2 는 본 발명의 섬유 매트 (Mat) 의 모식적 정면단면도이다.Fig. 2 is a schematic front sectional view of the fiber mat of the present invention.
도 3 은 강화물질의 매트 및 아스팔트-함유 중합 섬유의 매트를 포함하는 적층물의 모식적 정면단면도이다.3 is a schematic front sectional view of a laminate comprising a mat of reinforcing material and a mat of asphalt-containing polymeric fiber.
도 4 는 본 발명의 방법에 의한 아스팔트-함유 중합 섬유 및 미네랄 섬유를 함께 섬유화하는 장치의 모식적 정면단면도이다.4 is a schematic front sectional view of an apparatus for fiberizing asphalt-containing polymerized fibers and mineral fibers together by the method of the present invention.
도 5 는 아스팔트-함유 중합 섬유의 베일 (Veil) 및 미네랄 섬유의 베일을 순차적으로 섞기 위한 장치의 모식적 정면도이다.5 is a schematic front view of an apparatus for sequentially mixing veils of asphalt-containing polymeric fibers and veils of mineral fibers.
도면에서, 도 1 은 회전공정에 의해 아스팔트-함유 중합 섬유를 생산하기 위한 장치를 도시한다. 장치는 일반적으로 방사기 저벽 (12) 및 방사기 주변벽 (14) 으로 구성되는 회전가능하게 탑재된 방사기 (10) 를 포함한다. 방사기는 미네랄 섬유의 생산에 일반적으로 사용되는 니켈/코발트/크롬 합금으로부터 주조될 수 있으며, 또는 용접 스테인레스 강 (Steel) 으로 된 것과 같은 임의의 다른 적합한 방사기이어도 된다. 방사기 주변벽은 원심력에 의한 섬유화를 위한 많은 수의 오리피스 (16) 를 갖는데, 500 내지 25,000개인 것이 바람직하다.In the drawings, FIG. 1 shows an apparatus for producing asphalt-containing polymeric fibers by a spinning process. The apparatus generally includes a rotatably mounted radiator 10 consisting of a radiator bottom wall 12 and a radiator peripheral wall 14. The spinner may be cast from a nickel / cobalt / chromium alloy commonly used in the production of mineral fibers, or may be any other suitable spinner, such as made of welded stainless steel. The spinneret peripheral wall has a large number of orifices 16 for fiberization by centrifugal force, preferably 500 to 25,000.
용융된 아스팔트-개질 중합 물질은 흐름 (21) 으로서 전송관 (20) 으로부터 회전하는 방사기 (10) 내로 송출된다. 용융된 물질은 방사기 캐버티 (Cavity) 에서의 임의의 난류를 극복하기에 충분한 운동량으로 송출되는 것이 바람직하며, 100 g·㎝/sec 보다 큰 운동량으로 송출되는 것이 더욱 바람직하다. 전송관의 끝에있는 좁은 오리피스 (도시되지 않음) 와 같은 수단을 사용해 운동량을 제공할 수 있다. 방사기 저벽에 닿는 순간, 용융된 물질은 바깥쪽으로 방사형으로 내몰려 주변벽을 따라 올라가며, 여기서 원심력에 의해 오피스를 강제적으로 통과해 흐름 또는 1차 섬유 (22) 가 된다. 방사기로부터 방사된 후, 1차 섬유는 환상 송풍기 (Annular Blower) (24) 에 의해 아랫쪽으로 향하게 되어, 아랫쪽으로 이동하는 아스팔트-함유 중합 섬유 흐름 또는 베일 (25) 을 형성한다. 임의의 적합한 수단을 사용하여 섬유를 일반적으로 방사형으로 퍼져나가는 행로에서 집속면을 향하는 행로로 바꿀 수 있다.The molten asphalt-modified polymeric material is sent from the transmission tube 20 as a flow 21 into the spinning radiator 10. The molten material is preferably sent at a momentum sufficient to overcome any turbulence in the radiator cavity, more preferably at a momentum greater than 100 g · cm / sec. Momentum can be provided by means such as a narrow orifice (not shown) at the end of the transmission tube. As soon as it reaches the bottom of the spinner, the molten material pushes radially outward and rises up along the peripheral wall, where it is forced to pass through the office by centrifugal force and become a flow or primary fiber 22. After spinning from the spinner, the primary fiber is directed downward by an annular blower 24 to form a downwardly moving asphalt-containing polymeric fiber stream or veil 25. Any suitable means can be used to change the fiber from a generally radially spreading path to a focusing side.
본 발명의 일실시예에서는, 방사기의 회전에 의한 원심력만으로도 섬유를 충분히 가늘게 하여 원하는 지름의 섬유를 제조할 수 있으며, 그 이상 섬유를 가늘게 하는 것은 필요하지 않다. 원심력에 의한 공정은 60㎛ 이하, 바람직하게는 5㎛ 내지 35㎛, 더욱 바람직하게는 5㎛ 내지 20㎛ 의 지름의, 2 미만의 변이계수 (변이계수=표준편차/평균) 를 가진 1차 섬유를 생성하기에 충분한 가속도를 제공한다.In one embodiment of the present invention, only the centrifugal force by the rotation of the spinning machine to thin the fiber sufficiently to produce a fiber of the desired diameter, it is not necessary to further thin the fiber. The process by centrifugal force has a primary fiber having a coefficient of variation of less than 2 (variation coefficient = standard deviation / average) of 60 μm or less, preferably 5 μm to 35 μm, more preferably 5 μm to 20 μm in diameter. Provide enough acceleration to generate it.
발명의 다른 실시예에서는, 1차 섬유를 더 가늘게 하기 위해 2차 미세화가 사용된다. 송풍기는 1차 섬유를 당겨서 가늘게 하여 원하는 최종 섬유 지름을 갖도록 하는데 충분한 공기압을 공급받는다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 송풍기는 1차 섬유를 가늘게 하여 최종 섬유 (26) 로 만들며, 이 최종 섬유는 컨베이어 (30) 와 같은 임의의 적합한 집속면상에서 섬유 웹 (Web) (28) 으로 집속된다.In another embodiment of the invention, secondary refinement is used to make the primary fiber thinner. The blower is supplied with sufficient air pressure to pull and thin the primary fiber to the desired final fiber diameter. As shown in FIG. 1, the blower thins the primary fiber into a final fiber 26, which is focused onto a fibrous web 28 on any suitable focusing surface, such as a conveyor 30. do.
섬유형성 단계 이후에 섬유 웹은 오븐 (32) 와 같은 후속공정 단계를 통해 전달되어 매트 (34) 와 같은 최종 제품으로 된다. 아스팔트-개질 중합 섬유를 함유한 매트 (34) 는 도 3 에 더욱 상세히 도시된다. 매트 (34) 는 다공성이며, 1.27㎝ 수압차를 가진 2.54㎠ 샘플에 대해서 566ℓ/min 내지 1416ℓ/min 의 기공율을 가진다. 매트는 850ℓ/min 내지 1133ℓ/min 의 기공율을 가지는 것이 바람직하다. 매트는 8㎏/㎥ 내지 160㎏/㎥의 밀도를 가지며, 48㎏/㎥ 내지 80㎏/㎥ 의 밀도를 가지는 것이 더욱 바람직하다. 그 외에, 매트는 같은 두께를 가진 아스팔트-개질 중합 물질의 막과 비교할 때, 높은 유연성 및 성형성을 가진다.After the fiber forming step, the fibrous web is passed through a subsequent process step, such as oven 32, to a final product, such as mat 34. A mat 34 containing asphalt-modified polymerized fibers is shown in more detail in FIG. 3. The mat 34 is porous and has a porosity of 566 L / min to 1416 L / min for a 2.54 cm 2 sample with a 1.27 cm hydraulic pressure difference. The mat preferably has a porosity of 850 L / min to 1133 L / min. The mat has a density of 8 kg / m 3 to 160 kg / m 3 and more preferably has a density of 48 kg / m 3 to 80 kg / m 3. In addition, the mat has high flexibility and formability when compared to a film of asphalt-modified polymeric material having the same thickness.
도 3 에 도시된 바와 같이, 적층 매트 (70) 는 연속 미네랄 섬유 매트 (72) 와 같은 강화층 및 섬유 매트 (34) 를 함께 적층하여 형성될 수 있다. 적층 매트는 다른 응용처뿐만 아니라 많은 다른 강화용 응용처에 사용될 수도 있다. 예를 들어, 적층 매트는 고속도로 건설과 같은 다양한 건설 응용처에서 응력 흡수 층간막으로서 사용될 수 있다.As shown in FIG. 3, the lamination mat 70 may be formed by laminating a fiber mat 34 and a reinforcing layer such as a continuous mineral fiber mat 72. Laminated mats may be used for many other reinforcement applications as well as other applications. For example, laminated mats can be used as stress absorbing interlayers in various construction applications such as highway construction.
선택적으로, 가열수단 (35) 을 사용해 방사기 또는 1차 섬유, 또는 양자를 가열해 섬유의 미세화를 촉진한다. 가열수단으로서 고온의 공기의 공급이 바람직하다. 1차 섬유를 가열함으로써, 최종 섬유로의 이후의 미세화 공정이 향상된다. 송풍기에 의한 2차 미세화의 필요없이도, 보조 열원을 사용해 아스팔트/폴리머 물질의 온도를 원심력에 의한 최적 섬유화 레벨로 유지할 수 있다. 전기저항 가열과 같은 방사기를 위한 다른 가열수단이 사용될 수 있다. 방사기의 주변벽의 온도는 200℃ 내지 300℃ 인 것이 바람직하여, 230℃ 내지 290℃ 인 것이 더욱 바람직하다.Optionally, heating means 35 is used to heat the spinner or primary fiber, or both, to promote fiber refinement. Supply of hot air is preferred as a heating means. By heating the primary fiber, the subsequent refinement process to the final fiber is improved. An auxiliary heat source can be used to maintain the temperature of the asphalt / polymer material at the optimal fiberization level by centrifugal force without the need for secondary refinement by the blower. Other heating means for the radiator may be used, such as electrical resistance heating. The temperature of the peripheral wall of the radiator is preferably 200 ° C to 300 ° C, more preferably 230 ° C to 290 ° C.
본 발명에 사용되는 중합 물질은 유기 폴리머, 열가소성 수지, 다른 열가소성 유기 물질 및 적합한 열경화성 유기물질을 포함할 수 있다. 여기서 사용되는 "중합 물질" 이라는 용어는 조성물중 아스팔트가 아닌 유기성분을 지칭한다. 중합 물질은 폴리머 또는 수지인 것이 바람직하다. 중합 물질은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리스타이렌, 폴리에스터, 에틸렌 코폴리머, 에틸렌/포로필렌 코폴리머, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 및 이들의 혼합물들로부터 선택된 저가의 범용등급 폴리머인 것이 더 바람직하다. 폴리머는 폴리프로필렌인 것이 더욱 더 바람직하다. 다른 중합 물질의 혼합물도 사용될 수 있다.Polymeric materials used in the present invention may include organic polymers, thermoplastics, other thermoplastic organic materials, and suitable thermoset organic materials. As used herein, the term "polymeric material" refers to an organic component other than asphalt in the composition. It is preferable that a polymeric material is a polymer or resin. The polymeric material is more preferably a low cost general purpose polymer selected from polypropylene, polyethylene, polystyrene, polyester, ethylene copolymers, ethylene / poropropylene copolymers, acrylates, methacrylates, and mixtures thereof. It is even more preferred that the polymer is polypropylene. Mixtures of other polymeric materials can also be used.
개질되지 않은 용융된 중합 물질의 점도는 회전 공정으로 섬유화하기에는 너무 높다. 중합 물질의 점도는 용융유동지수로 측정되는데, 용융유동지수가 낮을 수록 점도가 크다. 개질되지 않은 중합 물질은, ASTM D 1238 Method B 에 따라 측정하여 35g/10min 미만의 용융유동지수를 가지는 것이 바람직하다. 중합 물질은 230℃, 2.16㎏ 하중에서 35g/10min 미만의 용융유동지수를 가진 폴리프로필렌인 것이 바람직하다. 어떤 실시예에서는, 중합 물질이 25g/10min 미만의 용융유동지수를 가지며, 15g/10min 미만의 용융유동지수를 가지기도 한다. 5g/10min 내지 15g/10min 의 용융유동지수를 가지는 폴리프로필렌 폴리머가 특히 바람직한 물질이다.The viscosity of the unmodified molten polymeric material is too high to fiberize in a spinning process. The viscosity of the polymeric material is measured by the melt flow index. The lower the melt flow index, the higher the viscosity. The unmodified polymeric material preferably has a melt flow index of less than 35 g / 10 min as measured according to ASTM D 1238 Method B. The polymeric material is preferably polypropylene having a melt flow index of less than 35 g / 10 min at 230 ° C., 2.16 kg load. In some embodiments, the polymeric material has a melt flow index of less than 25 g / 10 min and a melt flow index of less than 15 g / 10 min. Polypropylene polymers having a melt flow index of 5 g / 10 min to 15 g / 10 min are particularly preferred materials.
전형적인 아스팔트 물질은 천연 아스팔트 또는 석유를 정제하여 제조된 인공 아스팔트와 같은 역청질 물질을 포함한다. 아스팔트는 직류 분별유도 (Straight-run Fractional-derived) 아스팔트, 크랙 (Cracked) 아스팔트, 및 아스팔트 산화, 프로판-탈력 (Propane deasphalting), 증류, 화학적 개질 (Chemical Modifying) 등의 공정으로부터 유도된 아스팔트를 포함한다. 아스팔트는 개질 또는 비개질일 수 있다. 바람직한 실시예에서는, 아스팔트는 루핑 플럭스 (Roofing Flux) 아스팔트, 또는 포장용 등급 아스팔트이다. 다른 형태의 적합한 아스팔트로서 방수 아스팔트, 배터리 컴파운드 (Battery Compound), 및 시일러 (Sealer) 와 같은 특수 아스팔트를 포함한다. 다른 종류의 아스팔트의 혼합물도 사용될 수 있다.Typical asphalt materials include bituminous materials such as natural asphalt or artificial asphalt prepared by refining petroleum. Asphalt includes straight-run fractional-derived asphalt, cracked asphalt, and asphalt derived from processes such as asphalt oxidation, propane deasphalting, distillation, and chemical modifying. do. Asphalt can be modified or unmodified. In a preferred embodiment, the asphalt is Roofing Flux asphalt, or paving grade asphalt. Other types of suitable asphalts include specialty asphalts such as waterproof asphalt, battery compound, and sealer. Mixtures of other types of asphalt may also be used.
아스팔트는 82℃ 내지 177℃의 연화점을 가진다. 아스팔트는 93℃ 내지 132℃의 연화점을 가지는 것이 더 바람직하다. 연화점은 일반적으로 ASTM D 36 에 따른 링-앤드-볼 (Ring-and-ball) 방법으로 측정된다. 아스팔트는, 이 범위의 연화점을 부여하기 위해, 공기 불로잉 (Blowing) 과 같은 산화공정을 통과한 것이 바람직하다. 공기 불로잉은 아스팔트의 고온 성능을 향상시키며 다른 장점도 제공한다.Asphalt has a softening point of 82 ° C to 177 ° C. Asphalt preferably has a softening point of 93 ° C to 132 ° C. Softening points are generally measured by the ring-and-ball method according to ASTM D 36. Asphalt is preferably passed through an oxidation process such as air blowing in order to give a softening point in this range. Air blowing improves the high temperature performance of the asphalt and offers other advantages as well.
섬유화를 위해 조성물의 점도를 낮춤으로써 중합 물질을 개질시키는데 충분한 양의 아스팔트 물질을 중합 물질에 첨가한다. 조성물은 30% 내지 85% 의 중합 물질 및 15% 내지 70% 의 아스팔트 물질 (중량백분율임) 을 구비한다. 바람직하게는, 조성물은 30% 내지 60% 의 중합 물질 및 40% 내지 70% 의 아스팔트 물질을 구비하며, 좀더 바람직하게는, 30% 내지 40% 의 중합 물질 및 60% 내지 70% 의 아스팔트 물질을 구비한다. 조합된 물질은 혼합물 (Blend) 의 형태인 것이 바람직하다. 그러나, 그들이 조합될 때 중합 물질과 아스팔트 물질간에 어느 정도 화학 반응이 있을 수도 있다.An amount of asphalt material is added to the polymeric material sufficient to modify the polymeric material by lowering the viscosity of the composition for fiberization. The composition comprises 30% to 85% polymeric material and 15% to 70% asphalt material (in weight percent). Preferably, the composition comprises 30% to 60% polymeric material and 40% to 70% asphalt material, more preferably 30% to 40% polymeric material and 60% to 70% asphalt material. Equipped. The combined material is preferably in the form of a blend. However, there may be some chemical reaction between the polymeric material and the asphalt material when they are combined.
조성물에서 중합 물질의 최적양은 중합 물질의 조성, 아스팔트 물질의 조성, 이들 물질간의 화학 반응과 같은 요인들뿐 아니라 중합 물질의 용융유동지수에 의존한다. 중합 물질의 용융유동지수가 높을 수록 최종 조성물은 많은 중합 물질을 포함할 수 있으며, 중합 물질의 용융유동지수가 낮을 수록 적은 양의 중합 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 중합 물질이 20g/10min 미만의 용융유동지수를 가질 때에는, 조성물은 중량백분율로 30% 내지 60%의 중합 물질과 40% 내지 70%의 아스팔트 물질을 구비할 수 있다. 한편, 중합 물질의 용융유동지수가 20g/10min 내지 35g/10min 인 때에는, 조성물은 중량백분율로 50% 내지 85% 의 중합 물질과 15% 내지 50% 의 아스팔트 물질을 구비할 수 있다.The optimum amount of polymeric material in the composition depends on the melt flow index of the polymeric material as well as factors such as the composition of the polymeric material, the composition of the asphalt material and the chemical reaction between these materials. The higher the melt flow index of the polymeric material, the higher the final composition may contain more polymeric material, and the lower the melt flow index of the polymeric material, the smaller the polymeric material. For example, when the polymeric material has a melt flow index of less than 20 g / 10 min, the composition may comprise 30% to 60% polymeric material and 40% to 70% asphalt material by weight percentage. On the other hand, when the melt flow index of the polymerized material is 20g / 10min to 35g / 10min, the composition may include 50% to 85% of the polymerized material and 15% to 50% of the asphalt material by weight percentage.
조합 성분들은 ASTM D 1238 Method B에 따라 230℃, 2.16㎏ 의 하중에서 측정하여, 80g/10min 내지 800g/10min 의 용융유동지수를 가진 조성물을 형성하는 것이 바람직하며, 100g/10min 내지 200g/10min 의 용융유동지수를 가지는 것이 더욱 바람직하다. 아스팔트 물질을 중합 물질에 첨가함으로써 적어도 45g/10min 만큼 용융유동지수를 증가시키는 것이 바람직하다.The combination components are measured at a load of 2.16 kg at 230 ° C. in accordance with ASTM D 1238 Method B to form a composition having a melt flow index of 80 g / 10 min to 800 g / 10 min, of 100 g / 10 min to 200 g / 10 min. It is more preferable to have a melt flow index. It is desirable to increase the melt flow index by at least 45 g / 10 min by adding asphalt material to the polymeric material.
아스팔트 물질의 첨가는 중합 물질이 쉽게 섬유화될 수 있도록 할 뿐만 아니라, 필터, 개질제, 조성물의 점도를 증가시키는 경향이 있는 다른 물질을 포함하는 것을 가능하게 해준다. 이들 물질은 그 결과인 조성물이 섬유화에 적합한 한 첨가될 수 있다. 예를 들어, 조성물은 탄산칼슘, 카본 블랙 (Carbon Black) 및 진흙 등과 같은 필터; 산화방지제, 계면 개질제, 및 가소제 또는 유동성을 증가시키는 다른 물질 등과 같은 개질제 등의 첨가적 성분들을 포함할 수도 있다.The addition of asphalt material not only allows the polymeric material to be easily fibrous, but also makes it possible to include filters, modifiers, and other materials that tend to increase the viscosity of the composition. These materials can be added as long as the resulting composition is suitable for fibrosis. For example, the composition may be a filter such as calcium carbonate, carbon black and mud; It may also include additional components such as antioxidants, interfacial modifiers, and modifiers such as plasticizers or other materials that increase fluidity.
중합물질과 아스팔트 물질은 그 물질들을 함께 혼합하기 위한 임의의 적합한 방법에 의해 조합될 수 있다. 일반적으로, 이 두 물질은 쌍축 배합용 압출기와 같은 압출기내에서 높은 온도에서 혼합된다. 압출기는 이 물질들이 배합된 펠릿을 형성하는 것이 바람직하다. 펠릿은 단축 압출기를 사용하는 것과 같은 적당한 방법으로 용융되어 회전 섬유화기 (Fiberizer) 안으로 주입된다. 용융된 아스팔트-개질 중합 물질은 상기한 바과 같은 회전공정이나 방직 공정 (Textile Process) 이나 용융-블로잉 (Melt-blowing) 공정 같은 섬유를 형성하는데 적합한 임의의 공정에 의해 섬유화된다.The polymer and asphalt material may be combined by any suitable method for mixing the materials together. Generally, these two materials are mixed at high temperatures in an extruder, such as a twin screw extruder. The extruder preferably forms pellets in which these materials are blended. The pellets are melted and injected into a fiberizer in a suitable manner such as using a single screw extruder. The molten asphalt-modified polymeric material is fibrized by any process suitable for forming fibers, such as the spinning process or the textile process or the melt-blowing process as described above.
본 발명에 의해 생산된 섬유는 많은 응용에 적합한 양질의 섬유이다. 이 섬유는 130℃ 미만의 온도에서는 점착성이 없다; 조성물은 ASTM D 2131 에 따라 130℃ 미만의 온도에서는 점착성이 없다. 섬유는 아스팔트/폴리머 조성을 가진 큰 비섬유질 입자와 같은 비섬유질 물질을 소량 이상은 포함하지 않는 것이 바람직하다. 섬유는, 광학 및/또는 유동저항측정에 기초한 중량백분율로 10% 보다 많지 않은 비섬유 물질을 포함한다. 섬유는 비교적 좋은 강도를 가진다. 섬유는 ASTM D 3822로 측정하여 적어도 6.9Mpa 의 개별 섬유 인장강도를 가진다. 본 발명에 따라 폴리머와 아스팔트로부터 만들어진 섬유는 윤택있는 검은 색을 가진다.The fibers produced by the present invention are high quality fibers suitable for many applications. This fiber is not tacky at temperatures below 130 ° C .; The composition is not tacky at temperatures below 130 ° C. according to ASTM D 2131. The fibers preferably do not contain small amounts or more of non-fibrous materials, such as large non-fibrous particles having an asphalt / polymer composition. The fiber comprises non-fibrous material no more than 10% in weight percent based on optical and / or flow resistance measurements. The fibers have a relatively good strength. The fibers have an individual fiber tensile strength of at least 6.9 Mpa as measured by ASTM D 3822. Fibers made from polymers and asphalt according to the invention have a glossy black color.
회전 방사기를 사용해 아스팔트/폴리머 조성물을 섬유화시키기 위한 공정은, 아스팔트-개질 중합 섬유와 미네랄 섬유를 합치거나 또는 섞기 위해, 회전 미네랄 섬유형성 공정과 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 4 에 도시된 바와 같이, 아스팔트/폴리머 섬유 (22) 를 제조하기 위한 방사기 (10) 는 미네랄 섬유 (52) 를 제조하기 위한 종래의 미네랄 방사기 (40) 밑에 위치한다. 미네랄 섬유는 유리, 암면, 슬래그 울, 및 현무암과 같은 임의의 적당한 미네랄 물질로 형성된다. 방사기 (10) 는 미네랄 방사기와 축 (42) 을 중심으로 동축 회전하기 위해 미네랄 방사기 (40) 의 저벽 밑에 장착되는 것이 바람직하다. 용융된 아스팔트/폴리머 물질은, 미네랄 방사기 (40) 을 회전가능하게 지지하는 공동의 퀼 (Quill) (44) 속의 전송관 (20) 을 통해 흐름 (21) 으로서 송출된다. 섬유의 미세화는 환상 송풍기 (46) 및 환상 버너 (Burner) (36) 에 의해 섬유 제조분야에서 일반적으로 알려진 방식으로 촉진될 수 있다.The process for fiberizing the asphalt / polymer composition using a rotary spinner can be used in conjunction with a rotary mineral fiber forming process to combine or mix the asphalt-modified polymeric fibers with the mineral fibers. For example, as shown in FIG. 4, the spinner 10 for producing the asphalt / polymer fiber 22 is located below the conventional mineral spinner 40 for producing the mineral fiber 52. Mineral fibers are formed from any suitable mineral material, such as glass, rock wool, slag wool, and basalt. The spinner 10 is preferably mounted under the bottom wall of the mineral spinner 40 in order to coaxially rotate about the shaft with the mineral spinner. The molten asphalt / polymer material is sent out as a flow 21 through a transmission tube 20 in a cavity quill 44 which rotatably supports the mineral emitter 40. Micronization of the fibers can be facilitated in a manner generally known in the art of fiber manufacture by an annular blower 46 and an annular burner 36.
용융된 미네랄 물질은 흐름 (50) 으로서 미네랄 방사기 (40) 안으로 흘러내려 원심력에 의해 미네랄 섬유 (52) 로 되며, 섬유 및 가스 (도 4 에 도시된 바와 같음) 의 흐름 또는 베일로서 아래로 향해진다. 원하는 바에 따라 임의의 결합제 또는 다른 코팅 또는 입자를 가하거나 섬유를 냉각하기 위한, 또는 액체를 공급하기 위한 결합제 노즐 (56) 과 같은 첨가수단이 베일의 밖 또는 안쪽에 위치할 수 있다.The molten mineral material flows into the mineral spinner 40 as a flow 50 into the mineral fibers 52 by centrifugal force and is directed down as a flow or veil of fibers and gases (as shown in FIG. 4). . As desired, additional means, such as binder nozzles 56 for adding any binder or other coating or particles, for cooling the fibers, or for supplying liquid, may be located outside or inside the bale.
동작중에, 유기 섬유 (22) 는 방사기 (10) 로부터 방사형으로 퍼져나와 베일 에서 미네랄 섬유 (52) 와 섞이며, 유기섬유 및 미네랄 섬유가 섞인 덩어리 (58) 로서 컨베이어 (30) 상에서 집속된다. 미네랄 섬유형성 공정은 미네랄의 연화점보다 높은 온도에서 진행되므로, 그 주위 및 미네랄 방사기 (40) 바로 밑부분은 매우 온도가 높다. 유기 섬유 (22) 의 일부가 섬유 베일과 함께 흐르는 고온 가스내로 동반될 수 있으며, 이에 의해 유기섬유를 연화 또는 용융시키기에 충분한 온도를 겪을 수도 있다. 이런 경우, 유기 물질의 일부가 미네랄 섬유의 일부에 접착되어 미네랄 섬유상에 유기물질 입자를 형성할 수도 있다. 유기물질은 미네랄 섬유의 일부상에 코팅의 형태로 존재할 수도 있다. 유기물질을 연소시킬 정도로 고온인 영역으로 유기 물질을 유입시키지 않도록 주의해야 한다. 유기 섬유 및 미네랄 섬유가 섞인 덩어리는, 유기/미네랄 섬유 제품 (60) 으로 되기 전에, 오븐 (32) 과 같은 임의의 적당한 처리단계로 전달될 수도 있다.In operation, the organic fibers 22 spread radially from the spinner 10 and mix with the mineral fibers 52 in the veil and are concentrated on the conveyor 30 as a mass 58 of organic and mineral fibers mixed. The mineral fiber formation process proceeds at a temperature higher than the softening point of the mineral, so the surroundings and just below the mineral emitter 40 are very hot. A portion of the organic fibers 22 may be entrained into the hot gas flowing with the fiber veil, thereby experiencing a temperature sufficient to soften or melt the organic fibers. In such cases, some of the organic material may adhere to some of the mineral fibers to form organic particles on the mineral fiber. The organic material may be present in the form of a coating on part of the mineral fiber. Care should be taken to avoid introducing organic material into areas that are hot enough to burn them. The agglomerates in which the organic and mineral fibers are mixed may be transferred to any suitable processing step, such as oven 32, before becoming organic / mineral fiber product 60.
도 4 에 도시된 동축 섬유화에 대한 변형예으로서, 도 5 에 도시된 바와 같이 유기 섬유 및 미네랄 섬유의 베일들을 순차적으로 섞는 방법이 사용될 수도 있다. 유기 섬유는, 아래로 흐르는 하나 이상의 미네랄 섬유의 베일 (54) 을 만들기 위한 하나 이상의 회전 미네랄 방사기 (40) 로부터 원심력에 의해 얻어진 미네랄 섬유와 합쳐질 수 있는데, 미네랄 방사기는 전노 (Forehearth) (66) 와 같은 적당한 전송수단에 의해, 용융된 미네랄 물질을 공급받는다. 미네랄 섬유 베일은 집속면 (30) 위쪽에 위치하며, 미네랄 섬유의 베일들은 일반적으로 집속면의 길이방향을 따라 배열된다. 유기 섬유는, 집속면 위쪽에 위치한 하나 이상의 아래로 흐르는 베일 (25) 를 만들기 위해, 하나 이상의 회전 방사기 (10) 에 의한 원심력에 의해 형성된다. 유기 물질은 공급관 (68) 과 같은 공통소스로부터 용융된 형태로 공급될 수 있다. 유기 섬유의 베일은 집속면의 길이방향으로, 미네랄 섬유의 베일과 일직선상에 순차적으로 배열되어 있다. 그 결과 유기 섬유 및 미네랄 섬유는 서로 섞이며, 합쳐진 유기 섬유 및 미네랄 섬유로서 집속된다. 이후에, 합쳐진 유기 섬유 및 미네랄 섬유는 계속 처리되어 원하는 유기/미네랄 섬유 제품으로 된다. 다른 변형예에서는, 유기물질을 위한 하나의 방사기 (10) 가 2개의 미네랄 방사기 (40) 사에에 위치한다.As a variant to the coaxial fiberization shown in FIG. 4, a method of sequentially mixing veils of organic and mineral fibers as shown in FIG. 5 may be used. The organic fibers can be combined with mineral fibers obtained by centrifugal force from one or more rotating mineral spinners 40 to make the bales 54 of one or more mineral fibers flowing down, the mineral spinners being forehed (66) and By such suitable means of transport, the molten mineral material is supplied. The mineral fiber bales are located above the focusing surface 30, and the bales of mineral fibers are generally arranged along the longitudinal direction of the focusing surface. The organic fibers are formed by centrifugal force by one or more rotary spinning machines 10 to make one or more downwardly flowing veils 25 located above the focusing surface. The organic material may be supplied in molten form from a common source such as feed tube 68. The bales of the organic fibers are sequentially arranged in a line with the bales of the mineral fibers in the longitudinal direction of the focusing surface. As a result, the organic fibers and the mineral fibers are mixed with each other and focused as a combined organic and mineral fibers. Thereafter, the combined organic fibers and mineral fibers are continuously processed to the desired organic / mineral fiber product. In another variant, one spinner 10 for organic matter is located between two mineral spinners 40.
유기/미네랄 섬유 제품은 여러 가지 다른 응용처에 사용된다. 예를 들어, 제품은 고속도로와 같은 다양한 건설 응용분야에서 응력 흡수 층간막으로서 유용하다. 제품은 흡음재, 방열재 또는 방음재, 강화 매트, 및 개스킷 (Gasket) 또는 밀봉재로서 유용하다.Organic / mineral fiber products are used in many different applications. For example, products are useful as stress absorbing interlayers in a variety of construction applications such as highways. The product is useful as a sound absorbing material, a heat insulating material or a sound insulating material, a reinforcing mat, and a gasket or sealant.
유기/미네랄 섬유 제품은 밀도가 높은 제품을 형성하는 압축 또는 압밀 단계를 거칠수도 있다. 압밀 전에 제품은 32㎏/㎥ 내지 240㎏/㎥ 의 밀도를 갖는 것이 바람직하며, 압밀 후에는 1040㎏/㎥ 내지 1920㎏/㎥의 밀도를 갖는 것이 바람직하다. 압밀된 제품은 진동감쇠 재료, 몰딩 재료, 절연재 및 바닥타일 기판과 같은 여러가지 제품에 사용될 수 있다. 제품은, 밀한 상태로 초기 압축하고 차체의 캐버티과 같은 압축된 공간에 위치시킨 후 가열 팽창시켜 캐버티의 모양에 따라 채워지도록 함으로써 달성될 수 있는 리로프트 (Relofted) 형태로서도 유용하다.Organic / mineral fiber products may be subjected to a compression or compaction step to form a dense product. It is preferable that the product has a density of 32 kg / m 3 to 240 kg / m 3 before consolidation, and preferably has a density of 1040 kg / m 3 to 1920 kg / m 3 after consolidation. Consolidated products can be used in various products such as vibration damping materials, molding materials, insulation materials and floor tile substrates. The product is also useful as a relofted form that can be achieved by initial compaction in a compact state and placing it in a compressed space, such as a cavity of the vehicle body, and then thermally expanding to fill according to the shape of the cavity.
본 발명의 유기섬유는 너새 (Shingle) 과 같은 제품을 만드는데 사용될 수도 있다. 예를 들어, 유기섬유는 미국특허번호 5,494,728에 기재된 아스팔트 제품에 유사한 제품을 만드는데 사용될 수도 있으며, 그 개시된 내용을 여기에 참조에 의해 삽입한다.The organic fibers of the present invention can also be used to make products such as Shingles. For example, organic fibers may be used to make products similar to the asphalt products described in US Pat. No. 5,494,728, the disclosure of which is incorporated herein by reference.
본 발명의 유기 섬유는, 바람직하게는 미네랄 섬유 없이, 용기와 같은 유용한 제품으로 만들어질 수 있다. 1996년 5월 31일 출원된 미국 특허출원번호 08/657,831 에서 개시된 것과 같은 아스팔트 및 그 유사한 제품을 저장하기 위한 소모용 용기도 본 유기섬유로부터 만들어질 수 있으며, 그 개시된 내용을 여기에 참조에 의해 삽입한다. 용기는 소모용이므로, 아스팔트의 성질의 큰 변화없이 과도한 혼합을 할 필요없이 용기에 저장된 아스팔트와 함께 용융될 수 있다. 아스팔트를 저장하는 소모용 용기는, 루핑을 위해 더 많은 아스팔트를 공급하기 위해, 필요에 따라 루퍼스 케틀 (Roofers Kettle) 내에 넣는데 유용하다.The organic fibers of the present invention can be made into useful products such as containers, preferably without mineral fibers. Consumable containers for storing asphalt and similar products, such as those disclosed in US patent application Ser. No. 08 / 657,831, filed May 31, 1996, may also be made from the present organic fibers, the disclosures of which are incorporated herein by reference. Insert it. Since the container is for consumption, it can be melted with the asphalt stored in the container without the need for excessive mixing without a significant change in the properties of the asphalt. Consumable containers for storing asphalt are useful for placing in Rufus Kettles as needed to supply more asphalt for roofing.
본 발명의 실시예가 다음 예들에 의해 설명된다.An embodiment of the present invention is illustrated by the following examples.
실시예 1Example 1
폴리프로필렌 및 아스팔트가 40:60의 중량비로 쌍축 배합용 압출기내에서 펠릿으로 만들어진다. 폴리프로필렌은 ASTM D 1238 Method B 에 따라 230℃, 2.16㎏의 하중에서 측정하여 12g/10min의 용융유동지수를 가진 Profax 6301 (Delaware주 Wilmington시에 위치한 Montel사 제조) 이다. 아스팔트는 121℃의 연화점을 가질 때까지 공기를 블로잉한 AC-20 포장용 등급 아스팔트 (Illinois주 Naperville시에 위치한 Amoco Oil사 제조) 이다, 압출기는 Werner Pfleiderer (Ransey, New Jersey) 에서 제조한 40㎜ 상호-회전 맞물림 쌍축 압출기이다. 스크류의 온도는 177℃ 로 맞춰진다. 조합된 폴리프로필렌과 아스팔트는 ASTM D 1238 Method B 에 따라 230℃, 2.16㎏ 의 하중에서 측정하여 100 정도의 용융유동지수를 가진다. 배합된 펠릿은 단축 압출기 (Ohio주 Canal Fulton시의 Akron Extruder사에서 제조) 로 260℃ 에서 용융되며 회전 방사기로 주입된다. 방사기는 38.1㎝ 의 지름을 가지며 2000rpm (분당회전) 으로 회전한다. 방사기는 주변벽에 각각의 지름이 0.86㎜인 850개의 오리피스를 가진다. 방사기 주변벽의 온도는 260℃ 이다. 용융된 물질은 원심력에 의해 방사기의 오리피스를 통과하여 1차 섬유를 형성한다. 1차 섬유는 환상 송풍기에 의해 더욱 가늘게 되어 변이계수가 0.7이고 평균 지름이 15㎛인 최종 섬유로 된다.Polypropylene and asphalt are pelletized in a twin screw extruder at a weight ratio of 40:60. Polypropylene is Profax 6301 (manufactured by Montel, Wilmington, Delaware) with a melt flow index of 12 g / 10 min, measured at a load of 230 ° C and 2.16 kg, according to ASTM D 1238 Method B. Asphalt is AC-20 pavement grade asphalt (manufactured by Amoco Oil, Naperville, Illinois) blowing air until it has a softening point of 121 ° C. The extruder is a 40 mm interconnect manufactured by Werner Pfleiderer (Ransey, New Jersey). -Rotary engagement twin screw extruder. The screw temperature is set at 177 ° C. The combined polypropylene and asphalt have a melt flow index of about 100, measured at a load of 230 ° C and 2.16 kg in accordance with ASTM D 1238 Method B. The blended pellets were melted at 260 ° C. in a single screw extruder (manufactured by Akron Extruder, Canal Fulton, Ohio) and injected into a rotary spinning machine. The spinner has a diameter of 38.1 cm and rotates at 2000 rpm (rpm). The radiator has 850 orifices each 0.86 mm in diameter in the peripheral wall. The temperature of the peripheral wall of the radiator is 260 ° C. The molten material passes through the orifice of the spinner by centrifugal force to form primary fibers. The primary fiber is further tapered by an annular blower resulting in a final fiber with a coefficient of variation of 0.7 and an average diameter of 15 μm.
결과적인 섬유는 검은색이다. 섬유는 130℃ 미만의 온도에서는 점착성이 없으며 중량비로 10% 보다 크지 않은 비섬유성 물질을 포함한다. 섬유는 34.5Mpa 의 개별 섬유 인장 강도를 가진다.The resulting fiber is black. Fibers are non-tacky at temperatures below 130 ° C. and contain non-fibrous materials no greater than 10% by weight. The fibers have an individual fiber tensile strength of 34.5 Mpa.
실시예 2Example 2
아스팔트-개질 폴리프로필렌은, 도 4 에 도시된 것과 유사한 장치를 사용하여, 유리섬유와 함께 섬유화된다. 폴리프로필렌과 아스팔트가 30:70의 중량비로 쌍축 배합용 압출기내에서 펠릿으로 된다. 폴리프로필렌은 12g/10min의 용융유동지수를 가진 Profax 6301이며, 아스팔트는 121℃의 연화점을 가질 때까지 공기를 블로잉한 루핑 플럭스 아스팔트 (Venezuela의 Lagovan Oil사 제조) 이다. 압출기는 Werner Pfleiderer 에서 제조한 40㎜ 상호 회전 맞물림 쌍축 압출기이며, 스크류의 온도는 177℃로 맞춰진다. 조합된 폴리프로필렌과 아스팔트는 ASTM D 1238 Method B 에 따라 230℃, 2.16㎏의 하중에서 측정하여 100 정도의 용융유동지수를 가진다. 배합된 펠릿은 단축 압출기로 260℃에서 용융되며 송출관을 통해 회전 방사기내로 주입된다. 방사기는 38.1㎝의 지름을 가지며 2000rpm으로 회전한다. 방사기는 주변벽에 각각의 지름이 0.86㎜인 850개의 오리피스를 가진다. 방사기 주변벽의 온도는 260℃ 이다. 용융된 물질은 원심력에 의해 방사기의 오리피스를 통과하여 1차 유기 섬유를 형성한다. 1차 섬유는 환상 송풍기에 의해 더욱 가늘게 되어 변이계수가 1.0이며 평균 지름이 10㎛인 최종 섬유로 된다.Asphalt-modified polypropylene is fiberized with glass fibers using a device similar to that shown in FIG. 4. Polypropylene and asphalt are pelletized in a twin screw extruder at a weight ratio of 30:70. Polypropylene is Profax 6301 with a melt flow index of 12 g / 10 min. Asphalt is a roofing flux asphalt (made by Lagovan Oil, Venezuela), which blows air until it has a softening point of 121 ° C. The extruder is a 40 mm interlocking twin-screw extruder manufactured by Werner Pfleiderer and the screw temperature is set at 177 ° C. The combined polypropylene and asphalt have a melt flow index of about 100, measured at a load of 2.16 kg at 230 ° C in accordance with ASTM D 1238 Method B. The blended pellets are melted at 260 ° C. with a single screw extruder and injected into a rotary spinning machine through a delivery tube. The spinner has a diameter of 38.1 cm and rotates at 2000 rpm. The radiator has 850 orifices each 0.86 mm in diameter in the peripheral wall. The temperature of the peripheral wall of the radiator is 260 ° C. The molten material passes through the orifice of the spinner by centrifugal force to form primary organic fibers. The primary fiber is further tapered by an annular blower, resulting in a final fiber with a coefficient of variation of 1.0 and an average diameter of 10 μm.
유기 섬유를 제조하기 위한 방사기는 종래의 유리 방사기 아래에 위치한다. 용융된 유리는 흐름으로서 유리 방사기내로 흘러내려 원심력에 의해 유리섬유로 형성되며, 유리 섬유는 베일로서 아래로 향해진다. 유기 (아스팔트/폴리프로필렌) 섬유는 방사기로부터 방사상으로 바깥쪽으로 퍼져나가며 베일에서 유리 섬유와 섞인다. 섬유는 유기 섬유 및 유리섬유의 섞여진 덩어리로서 컨베이어상에 집속된다. 유리와 유기물질의 상대적 공급속도는 섬유제품이 중량비로 30%의 유리와 70%의 유기 물질로 구성되도록 제어된다. 제품은 유리섬유 울 절연재와 유사한 로프트 (Loft) 를 가진 회색/흑색 울 재료이다. 울 제품은 40㎏/㎥의 밀도를 가진다. 울은, 가열에 의해 1470㎏/㎥의 밀도를 갖는 보드 재료로 성형될 수 있다.The spinner for making organic fibers is located under conventional glass spinners. The molten glass flows down into the glass spinner as a flow and is formed into glass fibers by centrifugal force, which is directed down as a bale. Organic (asphalt / polypropylene) fibers spread radially outward from the spinner and mix with the glass fibers in the veil. The fibers are concentrated on a conveyor as a mixed mass of organic and glass fibers. The relative feed rates of glass and organic material are controlled such that the fiber product consists of 30% glass and 70% organic material by weight. The product is a gray / black wool material with a loft similar to fiberglass wool insulation. Wool products have a density of 40 kg / m 3. The wool can be molded into a board material having a density of 1470 kg / m 3 by heating.
발명이 상기 실시예들을 참조하여 기술되었지만, 당업자에 있어서는 적절한 변형이 자명할 것이다. 따라서, 본 발명은 상기의 상세한 설명에 의해 정의되어지는 것이 아니라 첨부된 청구범위 및 그 균등범위에 의해 정의된다.Although the invention has been described with reference to the above embodiments, it will be apparent to those skilled in the art. Accordingly, the invention is not to be defined by the foregoing detailed description, but rather by the appended claims and their equivalents.
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